FUVEST - 2025 - Questão 73

UM ARTIGO PUBLICADO EM 2018, NA REVISTA BRASILEIRA DE ENSINO DE FISICA, REPORTA UM CURIOSO ESTUDO SOBRE A PRESSAO INTERNA DE ``FOGUETES DE GARRAFA PET'', PROPULSIONADOS A PARTIR DA REACAO QUIMICA ENTRE ACIDO ACETICO E BICARBONATO DE SODIO.\TEXTSUPERSCRIPT{[1]} UMA MISTURA DE VINAGRE (QUE CONTEM ACIDO ACETICO, CH_3COOH) COM BICARBONATO DE SODIO (NAHCO_3) PRODUZ GAS CARBONICO (CO_2) POR MEIO DA REACAO QUIMICA REPRESENTADA PELA SEGUINTE EQUACAO: \BEGIN{CENTER} CH_3COOH + NAHCO_3 \RIGHTARROW CH_3COONA + CO_2 + H_2O \END{CENTER} A REACAO OCORRE NO INTERIOR DE UMA GARRAFA PET DE 2 L DE VOLUME UTIL TOTAL, DA QUAL FOI RETIRADO TODO O AR. INSERE-SE NA GARRAFA UM VOLUME INICIAL V_{VIN} DE VINAGRE LIQUIDO E BICARBONATO DE SODIO, SENDO A GARRAFA POSTERIORMENTE SELADA COM UMA TAMPA ACOPLADA A UM MANOMETRO. A REACAO PRODUZIRA GAS CARBONICO QUE OCUPARA UM VOLUME V_{CO_2} E EXERCERA UMA PRESSAO P_{CO_2} SOBRE A TAMPA DA GARRAFA, MEDIDA PELO MANOMETRO, COMO MOSTRA A FIGURA. \BEGIN{FLUSHRIGHT} \BEGIN{FOOTNOTESIZE} [1] FONSECA ET AL, RBEF, VOL. 40, Nº 3, E3504 (2018). DISPONIVEL EM HTTP://DX.DOI.ORG/10.1590/1806-9126-RBEF- 2017-0340. \END{FOOTNOTESIZE} \END{FLUSHRIGHT} SUPONHA QUE A REACAO PRODUZA 2 MOLS DE CO_2 PARA CADA 3 LITROS DE VINAGRE. NAS CONDICOES DO EXPERIMENTO, EM QUE O VOLUME DE LIQUIDO E 1/3 DE LITRO A TEMPERATURA T = 300 K, A PRESSAO P_{CO_2} MEDIDA PELO MANOMETRO SERA POR VOLTA DE \BEGIN{MULTICOLS}{2} \BEGIN{ENUMERATE}[LABEL=({\ALPH*})] \ITEM 3,2 ATM. \ITEM 4,1 ATM. \ITEM 6,2 ATM. \ITEM 9,0 ATM. \ITEM 12 ATM. \END{ENUMERATE} \END{MULTICOLS} \BEGIN{TCOLORBOX}[HBOX] NOTE E ADOTE: CONSIDERE O CO_2 COMO UM GAS IDEAL. CONSTANTE DOS GASES IDEAIS: R = 0,08 ATM.L/(K.MOL). ASSUMA QUE TODO O ACIDO ACETICO DO VINAGRE REAGIU COM O BICARBONATO DE SODIO E QUE O LIQUIDO RESULTANTE DA REACAO OCUPA APROXIMADAMENTE O MESMO VOLUME DO VINAGRE ANTES DA REACAO (V_{VIN}). \END{TCOLORBOX}